Впрысковые моторы «Yamaha Z300» с системой HPDI

Продолжая тему современных двухтактных подвесных моторов, нельзя обойти стороной такую фирму, как "Yamaha". Этот японский производитель наземной и водной техники всегда отличался оригинальным подходом к конструированию не только мотоциклов, квадроциклов и тому подобного в целом, но и непосредственно силовых агрегатов.

В отличие, к примеру, от "Suzuki" и "Honda", "Yamaha" не производит автомобилей, и поэтому у конструкторов, которые разрабатывают силовые агрегаты, глаз "не замылен" видом автомобильных блоков, клапанов, поршней и т. д. Многие технические новинки они изобретают с чистого листа, разумеется, опираясь на опыт постройки мотоциклетных и иже с ними моторов. Отчасти именно такое положение вещей, а также традиционный консерватизм в некоторых вопросах технологии производства позволяют "Yamaha" быть в первых рядах и в области качества, и в сфере применения оригинальных решений.

Лирика лирикой, однако, вернемся к технике. Относительно недавно на свет появился любопытный 3.3-литровый подвесной мотор мощностью 300 л.с. Если быть точным, 300-сильных моторов появилось два: один в "гражданской" серии — "Z300A" ("LZ300A"), другой — в известной серии "VMax" — "Z300B". Если абстрагироваться от некоторых отличий, которые, естественно, есть у этих двух моторов, то можно сказать, что они очень похожи. Но главное — в конструкции их топливной системы использован один и тот же принцип, или HPDI, что означает "непосредственный впрыск топлива высокого давления". И все основные чудеса типа экономичности, чистоты, низких вибраций (отчасти) моторов — в основном результат применения именно HPDI и ряда других сопутствующих технологий.

Практически все производители, выпускающие сегодня двухтактные подвесники с системами впрыска, за исключением моторов с впрыском низкого давления, утверждают, что моторы оснащены поршнями, прочность которых увеличена в 2-3 раза по сравнению с тем же параметром обычных двухтактников. "Yamaha", правда, четко нигде не указывает, во сколько раз прочность поршней моторов с HPDI увеличена, однако намек на это есть, и не один. О чем это говорит? Да, собственно, о том, что в моторах с HPDI на некоторых режимах, которые очень хочется назвать экономичными, топливная смесь искусственно обедняется, а благодаря оригинальной форме камеры сгорания и четкой работе управляющего компьютера, на который завязана не только система подачи топлива, но и система зажигания, сгорание получается максимально полным. "Максимально полное сгорание" — это не абсолютно полное сгорание, как некоторые могут подумать, а процесс, при котором на сегодняшний день и при современных технологиях удается сжечь максимальное количество компонентов топливно-воздушной смеси, поступающей в цилиндр. Но, как известно, обедненные топливные смеси имеют несколько другие режимы горения, нежели, условно скажем, классические, и требуют более прочных и, главное, более жаропрочных элементов поршневой группы. А поскольку моторы с HPDI могут работать на гомогенных смесях, они, несмотря на большой рабочий объем и высокую мощность, являются сегодня одними из самых экономичных в своем классе.

Камера сгорания этих моторов имеет специально разработанную конструкцию, которая позволяет им при 2500-5500 об/мин постоянно работать на гомогенной смеси, что, в свою очередь, ведет к экономии топлива.

Для того чтобы во всех цилиндрах топливная смесь поджигалась в определенное время и возможная неоднородность бензина (что наблюдается не только у нас) не повлияла на работу силового агрегата (без учета работы систем зажигания и управления форсунками), бензин через форсунку поступает в камеру сгорания под очень высоким давлением — до 1000 psi (69 атм), которое обеспечивает специальный насос высокого давления. Для сравнения, у моторов "Yamaha" рабочим объемом 2.6 л давление в топливной магистрали достигает 700 psi (48 атм). Проведенные лет этак десять назад исследования показали, что высокое давление в инжекторах не только делает подаваемую в цилиндр "аэрозоль" очень мелкодисперсной, но даже немного изменяет свойства самого топлива за счет его сжатия. Получается, что, чем выше давление, под которым находится топливо перед впрыском в камеру сгорания, тем выше его энергоотдача. А чтобы довести давление в системе до нужного и поддерживать его во время работы мотора, "Yamaha" применяет принцип, аналогичный заложенному в дизельных моторах с технологией Common Rail, предусматривающей наличие аккумулятора давления.

При рассмотрении момента зажигания, режима сгорания и тому подобного необходимо учитывать, что 3.3-литровый мотор работает в довольно жестких условиях, и любое, даже минимальное, отклонение от требуемых параметров может повлиять на стабильность его работы. Поэтому, чтобы исключить влияние внешних условий на работу мотора, он оснащается большим количеством датчиков, которые чутко улавливают изменения внешней среды и своевременно сообщают об этом центральному управляющему процессору, или ЕСМ. Он-то, опираясь на обширную базу данных, формирует топливную смесь и определяет оптимальный момент впрыска и зажигания для каждой конкретной ситуации. Мощность управляющего блока достаточно велика, и обработка информации происходит в доли секунды. И даже при резком, внезапном изменении, например, температуры, влажности, количества кислорода в воздухе ECM на корню "пресекает" их влияние, внося в работу систем свои корректировки.

Одним из уникальных особенностей "Z300A" является наличие системы принудительного охлаждения впускного тракта, за счет чего воздух дополнительно охлаждается, что, в свою очередь, обеспечивает большую стабильность работы мотора.

Теперь скажем об общей конструкции "Z300". "Yamaha", как любой производитель моторов, опирается при их создании на какие-то свои внутренние разработки, причем не только в части устройства систем. В данном случае она остановила свой выбор на развале цилиндров в 76°. Чем конкретно вызвано подобное решение, сказать сложно, однако мотор получился очень компактным, и отрицать этот факт вряд ли кто возьмется.

Ну и, наконец, несколько слов о внешнем дизайне, которому "Yamaha" уделяет немало внимания, ведь от облика продукции отчасти зависит ее сбыт. Однако во внешнем дизайне главное — не зрительный образ, а надежная защита элементов мотора от внешних воздействий и удобство его эксплуатации. "Z300", как и другие моторы "Yamaha", имеет специальное многослойное лакокрасочное покрытие, способное долгие годы оставаться таким же прочным, как и при выходе с конвейера. Элементы самого мотора (не двигателя) изготавливаются из специальных сплавов, слабо подверженных коррозии и имеющих высокую прочность. Это особенно актуально для тех моторов, которые обладают очень большой мощностью и, как правило, используются для движения с максимальной нагрузкой.

Вот вкратце и все про серию моторов "Z300" с HPDI. Остается только добавить, что появившиеся уже отзывы об этих моторах самые, как принято говорить в большой литературе, что ни на есть положительные.

В этом году появился и новый 3.3-литровый мотор в серии "VMax" мощностью 200 л.с., который имеет систему впрыска HPDI, расходующий по сравнению с аналогами на 30% меньше топлива. За счет применения маслосъемных колец специальной конструкции и изготовленных по новейшим технологиям, расход масла у этих моторов снижен практически на 20%.